Inżynierowie fizyki z brytyjskiej firmy Surrey Nanosystems zaprezentowali swój nowy projekt - unikalny materiał o nazwie Vantablack, uważany za najciemniejszy na świecie. Według twórców pochłania prawie całe światło, z wyjątkiem znikomego 0,035%, które odbija się od jego powierzchni. Ta interesująca właściwość sprawia, że Vantablack jest całkowicie niewidoczny i można zobaczyć tylko obiekty wokół niego.
Pomimo szorstkości powierzchni nawet ich nie widzimy
Wideo pod nacięciem …
Prasa naukowa nazwała już ten materiał sztuczną czarną dziurą. Oczywiście Vantablack nie posiada tak potężnej grawitacji jak prawdziwa martwa gwiazda, ale ze światłem robi to samo, co kosmiczne czarne dziury - pochłania i nie uwalnia. Inną interesującą cechą nowego materiału jest to, że nawet zakrzywiony z boku wydaje się płaski, ponieważ wszystkie krzywizny są całkowicie niewidoczne dla oka.
„Podczas zginania Vantablacka obserwator spodziewa się zobaczyć wgniecenia i zmarszczki, ale zamiast tego widzi iluzję całkowicie ciemnej dziury w kosmosie” - powiedział współautor badania Ben Jensen, który jest również dyrektorem technicznym w Surrey Nanosystems.
Próby stworzenia absolutnie ciemnego materiału zostały już wykonane nie raz. Tak więc w 2008 roku zespół z Rensselaer Polytechnic Institute przedstawił materiał, który odbijał tylko 0,045% fal świetlnych, ale deweloperom z Surrey Nanosystems udało się pobić ten rekord.
Nazwa materiału pochodzi od wyrażenia Vertical Aligned NanoTube Arrays (pionowo wyrównane układy nanorurek) oraz słowa black (czarny).
Film promocyjny:
Specjalne właściwości materiału znajdują odzwierciedlenie w jego nazwie. Pierwsze dwie sylaby Vanta to akronim oznaczający pionowo ułożone układy nanorurek węglowych, co oznacza „ułożone pionowo układy nanorurek węglowych”. Naukowcy wyhodowali nanorurki węglowe w laboratorium na folii aluminiowej w niskich temperaturach. Okazuje się, że są ciasno upakowane, co pozwala na przenikanie światła do wnętrza, ale od tego „lasu” odbijają się bardzo małe ilości - głównie ultrafiolet, podczerwień i mikrofale.
Ten super czarny materiał redukuje poziom rozproszonego światła i jest siedem i pół razy lepszy niż miedź pod względem przewodzenia ciepła i 10 razy trwalszy niż stal. Dlatego ma wiele potencjalnych zastosowań, w tym jako „czapka niewidzialności” dla obiektów wojskowych, które muszą być ukryte.
Może być również stosowany do powlekania wnętrz bardzo czułych teleskopów przeznaczonych do wykrywania słabych i odległych obiektów. Wreszcie, można go wykorzystać do poprawy wydajności paneli słonecznych i czujników podczerwieni.
Mikrografia struktury Vantablack.
Najczarniejszy materiał Vantablack® jest oparty na procesie syntezy niskotemperaturowej pionowej nanorurki węglowej (VANTA) Surrey NanoSystems Technika osadzania powłoki Vantablack® jest odpowiednia dla różnych materiałów o rozmiarze mikronów i większych Można go łatwo łączyć ze standardowymi technikami litograficznymi i umożliwia w razie potrzeby tworzenie skomplikowanych wzorów.
Wcześniej powłoki VANTA można było nakładać tylko na drogie, nieporęczne stopy wysokotemperaturowe i materiały żaroodporne, takie jak krzem, więc nie można ich było stosować do wrażliwych elektroniki lub materiałów o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia. Vantablack®, najczarniejszy materiał powłokowy, wyróżnia się tym, że może być syntetyzowany na wielu materiałach wrażliwych na temperaturę (takich jak aluminium), które mają ogromne znaczenie w zastosowaniach naziemnych, powietrznych i kosmicznych. Nanostrukturalny Vantablack® jest chemicznie obojętny, ma wysoką odporność na wstrząsy i wibracje oraz wykazuje doskonałą stabilność pod wpływem ciepła i środowiska.
Najczarniejszy materiał to układ pionowych, rozmieszczonych blisko siebie nanorurek węglowych). Ta specyficzna struktura decyduje o wyjątkowych właściwościach Vantablack®, ponieważ światło przechodzące przez „koronę” takiego „lasu” nanowęgla jest niezwykle trudne, aby wydostać się z tej pułapki i odbijać się od powierzchni takiego materiału.
Vantablack® ma najwyższą przewodność cieplną i najniższy stosunek masy do objętości spośród wszystkich materiałów, które mogą być używane w zastosowaniach o wysokiej emisyjności. Ma praktycznie pomijalne znaczenie podczas odgazowywania i emisji cząstek, co eliminuje główne źródło zanieczyszczeń w czułych systemach obrazowania. Może wytrzymać naprężenia mechaniczne wystrzelenia rakiety, a także długotrwałe wibracje i jest idealny do wykładania elementów wewnętrznych, takich jak otwory, przegrody i czujniki optyczne MEMS (Micro Electromechanical Systems).
Najczarniejszy materiał znalazł praktyczne zastosowanie głównie w oprzyrządowaniu optycznym: jako referencyjne źródła promieniowania ciała doskonale czarnego w czułych teleskopach, satelitarnych systemach kalibracyjnych, detektorach podczerwieni oraz do tłumienia zakłóceń promieniowania rozproszonego w układach optycznych. Vantablack® może być również stosowany w pojazdach wojskowych i pancerzach, ponieważ sprawi, że będą one praktycznie niewidoczne, zwłaszcza w nocy.